Статические и динамические испытания свай

Производство винтовых свай в Москве – одно из самых надежных и долговечных оснований для современных каркасных и деревянных сооружений. По эксплуатационным характеристикам и по сроку службы с ними не сравнится ни один другой тип оснований из тех, что традиционно используют для легких построек.

За свою почти 200-летнюю историю технология производства свайных конструкций постоянно развивалась и совершенствовалась, подвергаясь многочисленным испытаниям на прочность, пока не достигла того высокого уровня, на котором находится в настоящее время. Производителями свай регулярно проводятся плановые испытания своей продукции с целью повышения ее качества. И это дает свои плоды: современные стандартные сваи способны выдерживать двойные нагрузки: и от дома, и от грунта, не теряя при этом своих качественных характеристик.

Зачем нужно проводить испытания свай?

Винтовые сваи зачастую используются в местах, где невозможно устройство других типов фундаментов: на участках с высоким уровнем грунтовых вод, большой глубиной промерзания, песчаных или болотистых грунтах. Их также очень активно используют для строительства на воде (собственно, с этого и началась история их применения). В таких трудных условиях особенно важно, чтобы сваи сумели выдержать не только обычную (постоянную), но и дополнительную циклическую нагрузку на выдергивание и сжатие.

Основной целью проводимых испытаний свай является определение несущей возможности конструкций разных типов в разных условиях. Например, при возведении фундаментов в воде крайне важно, чтобы опоры оставались заглубленными и прочно удерживали постройку даже при сильном течении. На промерзающих пучинистых почвах больше важна способность к сопротивлению нагрузкам на сжатие. С целью расчета несущей способности этого типа фундаментов придуманы целые системные методики испытаний свай. Также применяются испытания качества сварного шва на лопасти. Рекомендуется ультразвуковой контроль (прозвучка свай) еще на этапе производства изделий.

Согласно ГОСТу, сваи должны подвергаться испытаниям двух типов:

• статическими нагрузками (выдергивающими либо вдавливающими);
• динамическими нагрузками.

Динамические испытания свай

Суть этого испытания состоит в измерении осадки при воздействии дизель-молотом на верхушку сваи, уже ввинченной на глубину, предусмотренную проектом. Динамические испытания свай дают возможность получить сведения о прочности любых типов свай, о сроке их службы.

Для этого дизель-молот сбрасывают с небольшой высоты (без подачи в него топлива, то есть вхолостую). К примеру, расчетная высота сброса молота весом в 2,5 тонны – 1м 80см. Затем замеряется осадка специальным прибором или простым нивелиром. Бывают случаи, когда свая не дает осадки, либо она очень мала, тогда записывают значение после десяти холостых ударов.

Получив таким образом данные по длине, глубине погружения в почву, осадке, высоте сброса молота, а также его массе, сотрудники лаборатории проводят подсчет несущей способности в тоннах, а затем составляют отчет по форме, в котором даются сведения о предполагаемом сроке службы свайно-винтового фундамента, смонтированного из данного типа конструкций, его стойкости при возможных внешних воздействиях.

К главным преимуществам динамических испытаний винтовых свай относятся:

• невысокая себестоимость;
• получение очень быстрого результата (время, которое обычно тратится на это испытание, не превышает 20 минут, а отчет из лаборатории получают в тот же день);
• получение точных данных о несущей способности свайно-винтовой конструкции.

В среднем специалисты, занимающиеся разработкой проектов, назначают проведение динамических испытанный для 2% общего числа свай, которые планируется применять.

Статические испытания свай

Полевые испытания свай статической нагрузкой - один из самых верных методов определения качества свай. Согласно СНиП, испытания почвы прессио-метрами, штампами и сваями проводят в определенных местах, которые выбирают в ходе бурения скважин. Опытные участки обычно выбирают в местах:

• с характерными для данной территории условиями грунта;
• там, где есть сомнения в возможности монтажа свайно-винтового фундамента;
• в зонах, где опоры по определению подвергаются самым большим нагрузкам.

Несущая способность, согласно данной испытательной методике, это нагрузка, действие которой дает возможность свае, подвергающейся тестированию, получить максимально возможную осадку для этого вида конструкций.

В СНиП п.7. 1.6. говорится о том, что при испытаниях свай статической нагрузкой выявленную несущую способность основания необходимо принимать согласно результатам данных испытаний. Случается, что расчет возможностей свайных конструкций по формуле 7.15 СП 50-102-03 дает завышенные результаты в сравнении с теми, что получены в полевых испытаниях, и тогда невозможно составить точное представление о сроке службы свайно-винтового фундамента в данных условиях. Именно по этой причине при возведении крупных объектов на территориях с малоизученными почвами, при строительстве важных государственных или коммерческих объектов испытания свай статической нагрузкой производятся в специальных научно-исследовательских лабораториях по индивидуально разработанным программам.

Технология испытаний

Свая, выбранная для испытания, закручивается на необходимую глубину. На определенном расстоянии (5D) с обеих сторон от нее ввинчиваются анкерные сваи, отстоящие друг от друга на расстоянии 2D. Устанавливается датчики перемещения и измерения, монтируется анкерная, и реперная системы, после чего создается первая пробная нагрузка, равная 20% от предельной нагрузки, предусмотренной программой статических испытаний свай. Перемещения стабилизируют, после чего увеличение нагрузки производится ступенями, согласно ГОСТ 56-86-94.

При этом условным критерием стабилизации деформаций является быстрота осадки свай, не превышающая 0,1 мм за час (задается по ГОСТу в соответствии с типом почвы). Временной отрезок выдержки каждого следующего этапа воздействия на сваи должен быть не меньшим, чем время выдержки предыдущей ступени. В конце снимают расчеты прогибомеров – специальных измерительных приборов, а затем заносят эти данные в документацию.

Испытания свай статической нагрузкой проводятся в соответствии с ГОСТом 5686-94, с целью определения максимального сопротивления свай по отношению к грунту, а также чтобы проверить соответствие несущей способности конструкций заявленным расчетным нагрузкам (они всегда указываются в каждом индивидуальном проекте свайно-винтового основания). Несущую способность свай по грунту измеряют СНиП 2.20.23-85 согласно графику зависимости осадки от воздействия в ходе испытания почвы.